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常用蛋白表达系统——优缺点、应用领域

编辑:   上传日期:2015-07-30  阅读次数:

蛋白表达是指用模式生物如细菌、酵母、动物细胞或者植物细胞表达外源基因蛋白的一种分子生物学技术。
表达系统 优点 缺点 应用领域
大肠杆菌表达系统(Escherichia coli
  • 表达水平高
  • 低成本
  • 简单的培养条件
  • 生产迅速
  • 可拓展性强
  • 转化操作简单
  • 蛋白表达可以通过多个参数进行优化
  • 容易形成二硫键
  • 蛋白折叠性较差(包括细菌蛋白)
  • 易形成包涵体
  • 低效的体外折叠可能抵消优势
  • 与真核生物不同密码子体系
  • 很少的翻译后修饰
  • 内毒素
  • 纯化蛋白的生产(结构、酶、新葡京在线发现)
  • 新葡京在线蛋白生产
毕赤酵母表达系统(Pichia pastoris
  • 表达水平高
  • 低成本
  • 简单的培养条件
  • 生产迅速
  • 可拓展性强
  • 分泌蛋白或细胞内表达的良好选择
  • 蛋白分泌高效且允许简单纯化
  • 广泛的翻译后修饰
  • N-端糖基化能力优于酿酒酵母
  • 无内毒素
  • 使用甲醇作为诱导剂具有一定危害
  • 糖基化仍然不同于哺乳动物细胞
纯化蛋白的生产(结构、酶、新葡京在线发现)
酿酒酵母表达系统(Saccharaomyces cerevisiae
  • 表达水平较高
  • 分泌蛋白或细胞表达的良好选择
  • 低成本
  • 简单的培养条件
  • 可拓展性强
  • 拥有大多数真核生物的翻译后修饰
  • 有效的蛋白折叠
  • 无内毒素
  • 比毕赤酵母的表达水平低
  • 分泌能力可能低于毕赤酵母
  • 糖基化与哺乳动物细胞不同
  • 过糖基化
  • N-端糖基链结构具有致敏性
  • 纯化蛋白的生产(结构、酶、新葡京在线发现)
  • 新葡京在线蛋白生产
哺乳动物细胞
  • 较高的表达水平
  • 中度的可扩展性
  • 细胞的悬浮培养特性可大规模生产
  • 有效的蛋白折叠
  • 适合分泌蛋白
  • 充分的翻译后修饰
  • 无内毒素
  • 培养基昂贵
  • 复杂的生长条件
  • 纯化蛋白的生产(结构、酶、新葡京在线发现)
  • 新葡京在线蛋白生产
  • 基于细胞的研究
杆状病毒浸染后的昆虫细胞
  • 表达水平高(特别是细胞内蛋白)
  • 较快的生长速度
  • 有效的细胞折叠
  • 中度可扩展性
  • 广泛的翻译后修饰
  • 糖基化与哺乳动物细胞类似
  • 相对容易地酶促的去糖基化(对于蛋白结构测定有利)
  • 无内毒素
  • 培养基昂贵
  • 需要大量的病毒
  • 亲肽的分泌通路低效
  • 糖基化仍然不同于哺乳动物细胞
  • 病毒侵染会导致细胞裂解和潜在的表达蛋白降解
纯化蛋白的生产(结构、酶、新葡京在线发现)
瞬时表达系统 蛋白的快速生产通道
  • 转染试剂昂贵
  • 需要大量质粒DNA
稳定细胞系 可获得蛋白生产细胞株系 生产速度缓慢(需要数月),特别是使用选择性克隆的情况下传代过程中表达能力可能下降
无细胞蛋白生产
  • 蛋白的快速生产通道
  • 大肠杆菌,小麦胚芽,昆虫和哺乳动物系统均市售
  • 生产量的可控
  • 蛋白合成条件可控
  • 可容易地吸取非氨基酸组分
  • 可利用PCR产物作为模版,适合于简单的高通量方法
  • 在没有犬科胰岛素的情况下有限的翻译后修饰
量化生产成本昂贵
  • 纯化蛋白的生产(结构、酶、新葡京在线发现)
  • 体外表达克隆
  • 同位素标记过的核磁共振蛋白
  • 吸取非天然氨基酸组分
BacMam-介导的瞬时转导
  • 蛋白的快速生产通道
  • 可扩展性强
  • 无需纯化所需的大量质粒DNA
  • 非裂解(参见杆状病毒/昆虫细胞)
  • 许多人体细胞的高效转导
  • 病毒需求量大


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